Java 并发模型基于 JVM 内存模型(JMM),资源管理涉及 IO、线程、锁等关键组件。若对并发语义、资源生命周期理解不透彻,易引发死锁、内存泄漏、数据错乱等严重问题。
1. 并发三大特性(可见性、原子性、有序性)的破坏
可见性问题:多线程共享变量时,若未用
volatile
或同步机制,线程对变量的修改可能仅保存在工作内存,无法及时刷新到主内存,导致其他线程读取旧值。class Flag {boolean stop = false; // 未用volatilevoid setStop() { stop = true; }boolean shouldStop() { return stop; } } // 线程1循环判断shouldStop(),线程2调用setStop(),线程1可能永远无法退出
原理:JMM 允许编译器和 CPU 对指令重排序,
stop
变量缺少volatile
时,线程 1 可能缓存stop=false
,忽略线程 2 的修改。原子性破坏:
i++
等复合操作(读取 - 修改 - 写入)在多线程下非原子,可能导致结果错误:class Counter {int count = 0;void increment() { count++; } // 非原子操作 } // 1000线程并发调用,结果可能小于1000
解决方案:用
AtomicInteger
(CAS 机制)或synchronized
保证原子性。有序性问题:指令重排序可能打破代码执行顺序,典型案例是单例模式的双重检查锁定(DCL):
class Singleton {private static Singleton instance; // 未用volatileprivate Singleton() {}static Singleton getInstance() {if (instance == null) { // 第一次检查synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) { // 第二次检查instance = new Singleton(); // 可能重排序}}}return instance;} }
风险:
new Singleton()
可分解为 “分配内存→初始化对象→引用指向内存”,重排序后可能变为 “分配内存→引用指向内存→初始化对象”,导致其他线程获取到未初始化的instance
。需用volatile
禁止重排序。
2. 线程池的参数配置与资源失控
核心参数的误解:
corePoolSize
(核心线程数):线程池保留的最小线程数,若任务数超过此值,会放入工作队列;maximumPoolSize
(最大线程数):队列满后允许创建的最大线程数,若超过此值,触发拒绝策略。
错误配置案例:将corePoolSize
设为 0 且队列容量极大,导致每次任务需重新创建线程,抵消线程池复用优势。
拒绝策略的滥用:默认拒绝策略
AbortPolicy
会抛出RejectedExecutionException
,若未处理,可能导致任务丢失。高并发场景下,应根据业务选择CallerRunsPolicy
(让提交者线程执行,缓解压力)或自定义策略。线程泄漏:任务执行时间过长、阻塞(如
BlockingQueue.take()
无超时)或抛出未捕获异常,会导致线程池线程永久阻塞或终止,逐渐耗尽线程资源。
3. 锁机制的高级陷阱
死锁的隐蔽触发:多线程交叉获取锁且不释放,如线程 1 持有锁 A 等待锁 B,线程 2 持有锁 B 等待锁 A。更隐蔽的场景是 “锁顺序不一致”:不同方法获取锁的顺序不同,在高并发下随机触发死锁。
锁升级与性能损耗:synchronized 锁会从偏向锁→轻量级锁→重量级锁升级,若频繁竞争,会升级为重量级锁(依赖 OS 互斥量),导致性能大幅下降。应避免在热点代码中使用 synchronized,或改用
ReentrantLock
(可中断、公平锁选择)。锁粒度不当:
- 过粗:对整个对象加锁(如
public synchronized void method()
),导致无关操作阻塞; - 过细:过度拆分锁(如每个字段加锁),增加锁竞争和上下文切换成本。
- 过粗:对整个对象加锁(如
4. 资源泄漏的隐蔽形式
ThreadLocal 的内存泄漏:
ThreadLocal
通过Thread
的ThreadLocalMap
存储线程私有变量,若ThreadLocal
对象被回收,ThreadLocalMap
中的Entry
(弱引用 key)会变为null
,但 value 仍被线程引用,若线程长期存活(如线程池核心线程),value 无法回收,导致内存泄漏。
解决:使用后调用ThreadLocal.remove()
清除 value。NIO 资源未释放:
Selector
、SocketChannel
等 NIO 组件若未关闭,会导致文件描述符(FD)泄漏,最终触发Too many open files
错误。尤其在网络编程中,需确保close()
在finally
或 try-with-resources 中执行。数据库连接池的连接泄漏:从连接池获取
Connection
后未关闭(如conn.close()
被遗漏),会导致池内连接耗尽,后续请求阻塞。